| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:The consolidation of emulsion templating and thiol-ene click chemistry as a route to degradable polyhipes for biomedical applications : doktorska disertacija
Avtorji:ID Hobiger, Viola (Avtor)
ID Krajnc, Peter (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
ID Liska, Robert (Komentor)
Datoteke:.pdf DOK_Hobiger_Viola_2022.pdf (12,79 MB)
MD5: 30F7F1E5C9B6EC06169D07DC9351946C
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Opis:Thiol-ene click chemistry has been on the rise for the past two decades. In the past years, it has also found its way into the synthesis of porous polymers from emulsion templating (polyHIPEs) due to its versatility and convenience. It is an especially attractive pathway for scaffolds intended for biomedical purposes since the resulting materials are often biocompatible and degradable due to hydrolyzable ester bonds introduced via the thiol monomers. The overall aim of this dissertation was to bring thiol-ene click chemistry with a focus on photopolymerization to the forefront of polyHIPE research, highlighting the great potential in combining the preparation technique of emulsion templating together with thiol-ene click chemistry. A study to understand the mechanisms of emulsion stability with a focus on already established thiol-ene formulations was conducted. It was possible to study and synthesize materials with a bicontinuous pore morphology within this project. Compared to the typical cellular pore morphology of a polyHIPE, a bicontinuous structure could be especially useful for separation applications. Furthermore, it was possible to induce a phase inversion, leading to small polymer particles. One part of the dissertation focused on synthesizing hydrophilic polyHIPEs from poly(ethylene glycol) monomers and a hydrophilic thiol through an oil-in-water high internal phase emulsion. The resulting materials exhibited high porosity and small average pore diameters of 2.2 µm. Water uptake and degradation studies were performed. The potential of the material for drug release was demonstrated with the chosen model drug salicylic acid. Furthermore, a HIPE formulation based on the acrylate 1,6-hexanediol diacrylate and thiol tris[(3-mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate was developed. For the developed poly(acrylate-co-thiol) polyHIPEs, the effect of oxidation thioethers present in the polymer network on the material properties was explored. This investigation was performed firstly to tune material properties, e.g. increase the glass transition temperature and tensile strength, and secondly, to highlight the oxidation properties of thioether-containing polymer networks. The oxidation responsiveness should be considered when a biomedical application is envisioned since inflammatory processes lead to oxidative stress in an organism. The formulation was also investigated for its additive manufacturing potential. The emulsion composition had to be adjusted to obtain a printable emulsion. Furthermore, it was possible to exclude harmful solvents, making the overall printing process more environmentally friendly and less hazardous for operators. A polyHIPE from the biobased vinyl ester O,O‘-(hexahydrofuro[3,2-b]furan-3,6-diyl) divinyl diadipate (GDVA), which was especially promising as a biocompatible and biodegradable scaffold for tissue engineering, was prepared together with different thiol chain-transfer agents. The synthesis of cellular interconnected polyHIPEs from these starting materials proved challenging. However, the first synthesis of a biobased vinyl ester polyHIPE could be reported. A final project was conducted in collaboration with Lithoz GmbH. In collaboration, it was possible to establish the first 3D printed ceramics from high internal phase emulsion precursors. For this purpose, trimethylolpropantriacrylte and the thiol trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) were employed as monomers together with alumina particles to form a composite polyHIPE which would then be submitted to sintering, resulting in an intrinsically porous printed ceramic, allowing for high customization and complex porous morphologies.
Ključne besede:polyHIPE, thiol-ene, photopolymerization, additive manufacturing
Kraj izida:Maribor
Kraj izvedbe:Maribor
Založnik:[V. Hobiger]
Leto izida:2022
Št. strani:XXIII, 173 str.
PID:20.500.12556/DKUM-81750 Novo okno
UDK:66.095.26.085(043.3)
COBISS.SI-ID:125174787 Novo okno
Datum objave v DKUM:07.10.2022
Število ogledov:587
Število prenosov:97
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FKKT
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share


Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:25.05.2022

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Razgradljivi polihipe materiali za biomedicinske aplikacije z uporabo emulzij in tiol-en klik kemije
Opis:Tiol-en kemija je v porastu zadnji dve desetletji. V zadnjih letih je zaradi svoje vsestranskosti in priročnosti postala ena izmed sinteznih poti za pripravo poroznih polimerov iz emulzij (poliHIPE). Ti pa so še posebej zanimivi za uporabo kot strukturne podpore, namenjene za biomedicinske namene, saj so nastali materiali pogosto biozdružljivi in razgradljivi zaradi hidrolizirajočih estrskih vezi, uvedenih preko tiolnih monomerov. Glavni cilj te disertacije je bil postaviti tiol-en klik kemijo s poudarkom na fotopolimerizaciji v ospredje raziskav o poliHIPE materialih, s poudarkom na velikem potencialu, ki ga prinese združevanje tehnike prekoncentriranih emulzij s tiol-en klik kemijo. Izvedli smo študijo za razumevanje mehanizmov stabilnosti emulzije s poudarkom na že uveljavljenih formulacijah tiol-ena. V okviru tega projekta je bilo mogoče preučevati in sintetizirati materiale z bikontinuirno arhitekturo por. V primerjavi s tipično celično arhitekturo por poliHIPE materialov, bi lahko bila bikontinuirna struktura še posebej uporabna za aplikacije ločevanja. Poleg tega je bilo mogoče inducirati tudi fazno inverzijo, ki vodi do majhnih polimernih delcev. En del disertacije je bil osredotočen na sintezo hidrofilnih poliHIPE materialov s pomočjo emulzije z visokim deležem notranje faze, tipa olje v vodi, kjer je vodna faza emulzije predstavljala monomera poli(etilen glikol) in hidrofilni tiol. Nastali materiali so pokazali visoko poroznost in majhen povprečni premer por (2.2 µm). Izvedene so bile študije vnosa vode in razgradnje. Salicilno kislino smo izbrali kot modelno zdravilo s katerim smo dokazali, da imajo taki materiali potencial za sproščanje zdravila. Pripravili smo tudi HIPE formulacijo, ki temelji na akrilatu, ki ga predstavlja 1,6-heksandiol diakrilat in na tiolu, ki je tris[(3-merkaptopropioniloksi)-etil]-izocianurat. Za nastale poli(akrilat-ko-tiol) poliHIPE materiale smo raziskali vpliv oksidacije tioetrov, prisotnih v polimerni mreži, na lastnosti materiala. To raziskavo smo izvedli, da bi prilagodili lastnosti materiala, npr. povečali temperaturo steklastega prehoda in natezno trdnost, in drugič, da bi izpostavili oksidacijske lastnosti polimernih mrež, ki vsebujejo tioeter. Oksidacijsko odzivnost je treba upoštevati kadar materiale uporabimo v biomedicinske namene, saj vnetni procesi vodijo do oksidativnega stresa v organizmu. Prav tako smo raziskovali to formulacijo za možnost uporabe v proizvodnji aditivov. Sestavo emulzije je bilo treba prilagoditi, da je bila primerna za tiskanje. Poleg tega je bilo potrebno izključiti škodljiva topila, zaradi česar je celoten postopek tiskanja bolj okolju prijazen in manj nevaren za operaterje. Pripravili smo tudi poliHIPE materiale iz vinil estra na biološki osnovi O,O'-(heksahidrofuro[3,2-b]furan-3,6-diil) divinil diadipata (GDVA) in različnih tiolnih reagentov za prenos verige. Taki poliHIPE materiali so se zaradi svoje biozdružljivosti in biorazgradljivosti pokazali za posebej obetavne strukturne podpore v tkivnem inženirstvu. Sinteza poliHIPE materialov iz izhodnih monomerov s povezovalno celično strukturo se je izkazala za zahtevno. Vendar pa lahko poročamo o prvi sintezi poliHIPE materiala iz vinil estra na biološki osnovi. Končni projekt je bil izveden v sodelovanju z Lithoz GmbH. V sodelovanju smo pripravili prvo 3D tiskano keramiko iz prekurzurske emulzije z visokim deležem notranje faze. V ta namen sta bila uporabljena trimetilolpropantriakrilat in tiol trimetilolpropan tris(3-merkaptopropionat) kot monomera skupaj z delci aluminijevega oksida, ki so tvorili kompozitni poliHIPE material. S sintranjem kompozita smo dobili intrinzično porozno tiskano keramiko, ki omogoča visoko prilagodljivost in kompleksno porozno arhitekturo.
Ključne besede:poliHIPE, tiol-en, fotopolimerizacija, proizvodnja aditivov


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici